逆に遭遇した遺伝的制約とクルクマのTPS遺伝子の出生と死のバランス

反転の進化的ダイナミクスと生化学的特性に対するその影響は、不可解な問題です。ここでは、3つのクレクマ種（ターメリック、隠された生inger、サイアムチューリップ）に豊富な反転を示しています。反転内の遺伝子は、ゲノムの背景と比較して、より高い長期末端反復含有量とより低い発現レベルを示し、クルクマの経験が遺伝的制約を緩和したことを示唆しています。選択されたSNPの枯渇と、56のサイアムチューリップ品種の間で検出された反転における有害な突然変異の濃縮によって裏付けられています。タンデム重複テルペンシンターゼ（TPS）遺伝子の機能的検証は、反転内の遺伝子が偽遺伝子になることを明らかにし、外部の遺伝子は触媒機能を保持します。私たちの発見は、TPS遺伝子の出生と死のバランスをとる際のタンデム重複に対する反動力として機能することを示唆しており、クルクマのテルペノイド含有量を調節します。この研究は、逆転は適応性がない可能性が高いが、生化学的特性に影響するという経験的な例を提供します。

Evolutionary dynamics of inversion and its impact on biochemical traits are a puzzling question. Here, we show abundance of inversions in three Curcuma species (turmeric, hidden ginger and Siam tulip). Genes within inversions display higher long terminal repeat content and lower expression level compared with genomic background, suggesting inversions in Curcuma experience relaxed genetic constraints. It is corroborated by depletion of selected SNPs and enrichment of deleterious mutations in inversions detected among 56 Siam tulip cultivars. Functional verification of tandem duplicated terpene synthase (TPS) genes reveals that genes within inversions become pseudogenes, while genes outside retain catalytic function. Our findings suggest that inversions act as a counteracting force against tandem duplication in balancing birth and death of TPS genes and modulating terpenoid contents in Curcuma. This study provides an empirical example that inversions are likely not adaptive but affect biochemical traits.